高壓電機(jī)常見故障的分析與現(xiàn)場檢修方法研究

宮 磊

(蘇晉塔山發(fā)電有限公司，大同 037003)

0 引 言

高壓電機(jī)在使用的過程中，可能會發(fā)生機(jī)械故障或者電氣故障，不同的故障類型其特點(diǎn)也不同。在故障發(fā)生以后，傳統(tǒng)的處理方法是除了少部分軸承能夠立即更換使用，其他零件都需要返廠維修，這樣不僅導(dǎo)致大量資金成本的花費(fèi)，還會延誤生產(chǎn)時(shí)間，因此，對于現(xiàn)場檢修方法的研究，具有重要意義。

1 高壓電機(jī)常見故障

1.1 冷卻系統(tǒng)故障

現(xiàn)階段，對于在生產(chǎn)中所使用的高壓電機(jī)來說，具有多種類型和設(shè)計(jì)，有些應(yīng)用了全封閉的水冷式，而有些則是采用自行通風(fēng)防滴式?，F(xiàn)階段我公司所使用的高壓電機(jī)額定電壓是10 kV，機(jī)組容量能達(dá)到660 MW，而且開機(jī)頻率高，較大的振動(dòng)帶來了機(jī)械沖擊力，所以也就會使得高壓電機(jī)的冷卻系統(tǒng)，更加容易出現(xiàn)故障。我公司所使用的冷卻系統(tǒng)屬于是風(fēng)冷系統(tǒng)，對于這種自行通風(fēng)式的冷卻系統(tǒng)來說，如果在系統(tǒng)內(nèi)部的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口沒有發(fā)生堵塞情況，一般其冷卻系統(tǒng)不會出現(xiàn)故障問題的發(fā)生。因此，風(fēng)冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障一般都是由于進(jìn)出風(fēng)口堵塞等問題發(fā)生，而導(dǎo)致其通風(fēng)的通暢性不佳，影響正常的風(fēng)冷效果。另外，風(fēng)冷系統(tǒng)內(nèi)部的部件老化，也有可能導(dǎo)致運(yùn)行故障。由于風(fēng)冷系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜，在長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，零部件的老化也會影響到整體的運(yùn)行效果。

1.2 高壓電機(jī)轉(zhuǎn)子故障

在高壓電機(jī)啟動(dòng)次數(shù)頻繁，或者是本身的高壓電機(jī)負(fù)荷較大時(shí)，就會使得高壓電機(jī)內(nèi)部所產(chǎn)生的電磁力以及熱效應(yīng)力等各種力量的持續(xù)加大，這多種力量的作用之下，會使得高壓電機(jī)的轉(zhuǎn)子其銅條發(fā)生松動(dòng)，隨著高壓電機(jī)的啟動(dòng)，在定子電流較大擺動(dòng)的情況之下，會使得高壓電機(jī)的振動(dòng)明顯，隨著振動(dòng)的持續(xù)強(qiáng)烈，也就使得所發(fā)出的電磁聲不斷增大，并且與此同時(shí)還會出現(xiàn)較為強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象的發(fā)生。

1.3 高壓電機(jī)繞組被擊穿及引出線故障

在高壓電機(jī)的運(yùn)行過程中，高壓電機(jī)繞組被擊穿以及引出線出現(xiàn)的故障問題，也會對于高壓電機(jī)的正常生產(chǎn)運(yùn)行，造成嚴(yán)重的不良影響。一般來說，造成該故障的原因以及影響因素有以下幾種：首先，外界自然環(huán)境和氣候的影響之下，導(dǎo)致環(huán)境的濕度增加，也就造成高壓電機(jī)的絕緣處部分，發(fā)生受潮的情況，這也就導(dǎo)致電阻效果降低，使其無法滿足規(guī)定的要求，這樣就會進(jìn)一步導(dǎo)致高壓電機(jī)繞組被擊穿，出現(xiàn)故障問題。其次，在高壓電機(jī)的長期運(yùn)轉(zhuǎn)直下，其內(nèi)部所具有的磁性物質(zhì)，一旦落到其線圈之上，就會發(fā)生鉆孔的問題，導(dǎo)致繞組擊穿。最后，由于引線和散熱區(qū)之間的距離較小，所以如果高壓電機(jī)持續(xù)長期運(yùn)轉(zhuǎn)，就會使得絕緣的熱化，導(dǎo)致高壓電機(jī)的引出線發(fā)生老化、變質(zhì)等情況，嚴(yán)重的時(shí)候引出線會直接脫落。并且，在高壓電機(jī)運(yùn)行過程中，受到外力條件的不斷影響和自身機(jī)組的振動(dòng)，這也會讓高壓電機(jī)引線發(fā)生松動(dòng)，出現(xiàn)接觸不好的情況發(fā)生，進(jìn)一步地引發(fā)放電現(xiàn)象。

1.4 高壓電機(jī)定子槽松動(dòng)，端部綁扎良故障

高壓電機(jī)定子槽楔的松動(dòng)，以及其繞組端部綁扎不良，也會極容易導(dǎo)致故障的發(fā)生。高壓電機(jī)在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生持續(xù)的振動(dòng)，定子槽的松動(dòng)和綁扎的不牢固，也會使得高壓電機(jī)的線圈發(fā)生位移現(xiàn)象，從而使得高壓電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所發(fā)出的電磁聲較為明顯，并且還會伴有放電現(xiàn)象的發(fā)生。

1.5 軸承故障

軸承故障的發(fā)生一般是由于在進(jìn)行組裝過程中，相關(guān)的安裝步驟不夠規(guī)范，也就是的高壓電機(jī)在整體上的安裝技術(shù)，不符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，配合公差的松緊程度不合格，而潤滑脂在其中也難以進(jìn)行添加。這樣不規(guī)范的高壓電機(jī)安裝完成以后，高壓電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)會使得軸承處，發(fā)生較大幅度的強(qiáng)烈振動(dòng)，并且伴隨著異響，與此同時(shí)也使得溫度升高，熱量值在不斷積累，如果問題嚴(yán)重，則會進(jìn)一步的導(dǎo)致高壓電機(jī)無法正常的運(yùn)行，甚至?xí)霈F(xiàn)多種安全性問題。另外，軸承的出廠質(zhì)量問題，導(dǎo)致間隙的不統(tǒng)一，過大的間隙值也會導(dǎo)致骨架松動(dòng)，甚至?xí)l(fā)生損壞。檢修工藝的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，工作落實(shí)不到位，監(jiān)管工作對軸承的質(zhì)量把控不夠嚴(yán)格，這也會使得不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难b配工藝，造成在具體的軸承安裝過程中，沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，導(dǎo)致故障的發(fā)生。而且，在加入潤滑脂的同時(shí)，如果潤滑脂加入量過少，或者是有贓物進(jìn)入軸承內(nèi)部，則也會導(dǎo)致高壓電機(jī)由于多種原因，出現(xiàn)運(yùn)行中的故障。

2 高壓電機(jī)常見故障的現(xiàn)場檢修措施

2.1 冷卻系統(tǒng)故障現(xiàn)場檢修措施

首先，在對于冷卻系統(tǒng)進(jìn)行安裝的工作上，就要嚴(yán)格按照規(guī)范，做到高度的科學(xué)性，選擇設(shè)計(jì)合理的風(fēng)冷系統(tǒng)進(jìn)行安裝。在冷卻系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，要對其進(jìn)行定期巡查，做好清洗工作。當(dāng)風(fēng)冷系統(tǒng)出現(xiàn)阻塞問題以后，要做到及時(shí)處理采取有效方法清楚系統(tǒng)內(nèi)部的阻塞，保持內(nèi)部系統(tǒng)通風(fēng)的通暢性。另外還要對于使用頻率較高的零部件做好周期性的檢修工作，提高檢測的仔細(xì)程度，對于容易老化的部位和零件要加大監(jiān)測力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，對其采取相應(yīng)的檢修措施，保障冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而且要保障風(fēng)冷系統(tǒng)的監(jiān)測力度，提高相關(guān)工作人員的重視程度，不斷改善和升級檢修方法，做好日常的檢測工作，并且進(jìn)行周期性的徹底檢測和故障排查。

2.2 繞組絕緣擊穿接地及引出線故障的現(xiàn)場檢修措施

首先，可以采用定點(diǎn)繞組接地的故障檢修方法。對于一些非金屬的接地故障，利用冒煙法能夠?qū)崿F(xiàn)較好的檢驗(yàn)效果。具體的冒煙法是在高壓電機(jī)的線圈與鐵心之中進(jìn)行操作，在其內(nèi)部施加電壓，并且利用調(diào)壓器進(jìn)行電壓的調(diào)節(jié)，能夠有效地限定電流的大小，防止過大的電流對鐵心造成燒壞影響。一旦接地部位發(fā)生故障，在電流經(jīng)過時(shí)，發(fā)生故障的位置會發(fā)生冒煙現(xiàn)象或者是火花的出現(xiàn)。

其次，也可以采用局部修理法。在進(jìn)行線圈修理之前，要讓絕緣處進(jìn)行軟化操作，通過電流的輸入，來讓繞組的溫度升高。局部修理法對于安全程度要求較高，首先要能夠?qū)τ诶@組的接地故障，進(jìn)行基本的確認(rèn)，之后在進(jìn)行絕緣軟化完畢以后，切滅電源將繞組撤出，將發(fā)生故障的線圈扒除，在其之上進(jìn)行刷漆、包扎。需要注意的是，在包扎步驟要能夠錯(cuò)開上下層的對縫。之后在完成定子槽的清理以后，就可以將重新修復(fù)好的線圈，重新嵌入定子槽中，包扎好聯(lián)線絕緣與串聯(lián)的接頭，并且在其頂端在進(jìn)行捆繩的捆綁，并且對其耐壓性進(jìn)行測試。

2.3 轉(zhuǎn)子銅條開焊斷裂的檢修方法

轉(zhuǎn)子的銅條發(fā)生開裂問題的位置，都是靠近焊接的位置或者是在伸長的位置之上，故障問題發(fā)生以后基本不會在端口處出現(xiàn)明顯的癥狀，而且縮頸問題也不明顯，端面之間的契合依然較好，所以如果不能通過對該部位嚴(yán)密的觀察和檢測，難以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障問題。在細(xì)致的檢查之下，就能夠在多處位置，發(fā)現(xiàn)細(xì)小斷裂點(diǎn)的出現(xiàn)，一般在脆性斷裂處、斷裂磨光位置、銅條的上端沿線等位置。

進(jìn)行這部分問題的處理時(shí)，要先將轉(zhuǎn)子抽離，通過敲打銅條來確定斷裂的具體位置。再確認(rèn)好位置以后，對該處利用拋光機(jī)器進(jìn)行拋光處理，在這一過程中，也要做好鐵心的保護(hù)工作，通過銅焊進(jìn)行接下來的焊接工作，并且將焊接好的部位進(jìn)行挫平處理，在其上方涂置絕緣漆，等到漆干以后，撤出耐火材料，對各項(xiàng)步驟進(jìn)行檢查，之后清理轉(zhuǎn)子，便可以對其進(jìn)行重新的裝配工作。

2.4 軸承的檢修方法

對于高壓電機(jī)的軸承來說，分為開式和閉式兩種，在實(shí)際的電機(jī)運(yùn)行中具體選用，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況而決定。對于高壓電機(jī)的軸承來說，進(jìn)行特殊的間隙，以及潤滑脂的選用，是非常有必要的。在安裝軸承的過程中，工作人員要對于潤滑劑進(jìn)行合理選擇。在必要的時(shí)候，要進(jìn)行含有極壓添加劑的潤滑脂的使用。在具體操作過程中，可以在高壓電機(jī)軸承的內(nèi)套筒上，進(jìn)行一層薄薄的潤滑脂的涂抹，這樣能夠有效延長電動(dòng)機(jī)軸承的使用壽命。在進(jìn)行軸承的選擇和使用時(shí)，是否正確、合理，能夠使得在軸承安裝以后，其工作徑向之間的間隙可以得到較為有效的減小。并且能夠通過對于淺外圈滾道結(jié)構(gòu)的采用，來進(jìn)一步防止故障發(fā)生。在組裝電動(dòng)機(jī)的過程中，在安裝軸承時(shí)，還必須仔細(xì)檢查軸承和轉(zhuǎn)子軸之間的尺寸，是否能夠合理匹配。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著高壓電機(jī)在各項(xiàng)生產(chǎn)中的廣泛使用，因此對于高壓電機(jī)的故障問題，以及相應(yīng)的處理和檢修技術(shù)和措施也要進(jìn)行高度重視起來。通過采用科學(xué)、合理的現(xiàn)場檢修方法，能夠降低高壓電機(jī)故障發(fā)生的頻率，從而有效控制突發(fā)事故，在生產(chǎn)過程中的發(fā)生和出現(xiàn)，能夠維護(hù)生產(chǎn)成本，保證運(yùn)行周期的順利進(jìn)行。